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NASA“洞察号”成功登陆火星,开启首次火星内部探索

作者: 来源: 时间:2020-10-19

新京报快讯(记者 陈沁涵)一直以来,人类对火星这颗神秘的红色行星充满兴趣。美国国家航空航天局(NASA)今年5月发射的无人探测器“洞察号”(InSight),再次向红色星球发起挑战。这个造价9.93亿万美元的无人探测器于北京时间27日凌晨成功抵达火星登陆点,并顺利传回首张照片。“洞察号”正在开启历史上首次勘探火星内部的探索任务。


“洞察号”带着240万个姓名登陆火星


据NASA网站介绍,“洞察号”于今年5月5日从位于加利福尼亚州中部的范登堡空军基地升空,在历经6个多月、航行约4.82亿公里后,于美国东部时间26日上午11时47分开始进入火星大气层并降落、着陆。不同于此前的火星探测任务, “洞察号”不能像火星车一样四处走动,着陆后只能在原地展开科研工作,它的主要任务是了解火星的内部结构,探究火星地震和火星内核的奥秘。


“洞察号”探测器由著名的洛克希德·马丁空间系统公司研发,尽管重量只有360千克,展开后的体积有6米长、2米宽、1.4米高。它有“三条腿、一条手臂”,还有两块可折叠圆形太阳能板,机身设计很大程度上继承了2007年发射的“凤凰号”火星探测器。“洞察号”另外搭载了3台主要的科学仪器:地震仪“SEIS”、 热流及物理特性探测仪“HP3”、自转和内部结构探测仪“RISE”。


地震仪“SEIS”肩负监测火星地震及地质活动的任务,为科学家提供多维数据,美媒NBC将此过程形容为对火星进行一次CT扫描。“洞察号”项目负责人菲利普•罗格诺恩说:“我们等待这一刻已经很久了,130年前有了首次地震记录,约50年前阿波罗计划将一台地震仪放置在月球上。SEIS的数据,将揭示火星形成和演化的情况。”


德国航天航空中心研制了“洞察号”配备的热流及物理特性探测仪“HP3”,这支特殊的温度计有一个被称为“鼹鼠”的钻头,可以帮助探测机器深入到火星地表以下5米深处,测量温度变化以及热量来源,这也将是迄今为止在火星上钻得最深的洞。测量数据将用于研究火星内部构造,绘制火星内部热量分布图。 


“自转和内部结构探测仪”(RISE)则将检测火星自转中可能存在的晃动,帮助科学家掌握火星核的特征。除了以上三个主要科学设备之外,“洞察号”还携带了两个高凊摄像机以及环境传感器,摄像机将分别拍摄视野可达45度的3D全彩色照片和120度广角全景照片。


“洞察号”无人探测器于北京时间27日凌晨成功抵达火星登陆点,并顺利传回首张照片。图/NASAInSight推特


有趣的是,NASA为了给“洞察号”造势,还组织了一个“将你的名字带上火星”的活动,即报名者的名字将写入一个芯片,由“洞察号”携带前往火星。活动截止时,全球共有240多万人的名字写入了芯片,其中来自美国和中国的人名数占据前两位。


“恐怖的6分半钟”


据《纽约时报》报道,在预备着陆阶段,“洞察号”以每小时19800公里的速度进入火星大气层顶部,慢慢降至时速8公里落地,相当于人类慢跑的速度。这种急剧减速必须在不到7分钟内完成。NASA开玩笑地形容,这将是“恐怖的6分半钟”。“洞察号”下降和降落任务(EDL)负责人罗博·格瑞沃尔说,“我们无法操纵着陆,必须依靠预先编入探测器的命令。此前已经花费数年测试这项计划,学习其他火星着陆器的经验。现在,我们将保持警惕,直到‘洞察号’进入着陆区埃律西昂平原。”


中国航天科工集团二院研究员、国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光接受新京报记者采访时表示,火星与地球各自围绕地球公转,两者的最远距离可达4亿公里,这种情况下通讯是很困难的,而且探测器着陆过程很快,地面发出指令到达火星需要几分钟到十几分钟时间,来不及操控降落,因此着陆的操作必须自动完成。火星的特殊性在于其大气稀薄,探测器无法单纯依靠减速伞着陆,而是要运用防热盾、减速伞、反推火箭等多种措施,过程比较复杂,而每种手段的切换要求紧密衔接,不能出任何差错,这是探测器在火星降落的主要难点。


杨宇光还提到,“洞察号”的着陆区选择在火星赤道附近的埃律西昂平原,主要取决于两个方面的考量,一是科学目标,二是工程条件限制。就工程条件来说,首先要求着陆在平坦区域;其次,选择靠近赤道的区域,太阳光充足,能通过太阳能板转化为电能,满足探测器的能源需求。另外,火星赤道附近的温度最接近于地球,避免探测器遭遇过冷或过热的环境。


研究火星“内心”有何意义?


NASA介绍,火星也曾是一颗温暖湿润的岩石质行星,距今40亿年至27亿年间,火星气候环境发生了巨大变化。科学家希望通过“洞察号”对火星内核的探测,揭开火星巨变的原因。NASA总部行星科学部代理主任劳瑞·格雷兹说,我们期待“洞察号”着陆后收集有关火星内部结构的有价值信息,将有助于了解包括地球在内的岩石行星的形成和演变。


杨宇光说,探测火星对于研究地球有很大意义,两者都是岩石质行星。地球内部活动剧烈,其早期的痕迹被抹灭。而火星“足够小又足够大”,足够大是指它和地球的相似度很高,足够小在于它的地下活动较小,所以是一个很理想的研究对象。


NASA科学任务理事会的托马斯·泽布臣(Thomas Zurbuchen)说:“登陆火星很难,需要技巧、专注和多年的准备。我们的最终目标是将人类送到月球表面,最终奔向火星。”


新京报记者 陈沁涵 见习编辑 于音 校对 陆爱英


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